不同新型功能尿素對水稻養(yǎng)分吸收利用的影響

陳登康，許鳳英，張運波

(長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 432500)

水稻(Oryzasativa)是我國重要的糧食作物之一，氮、磷、鉀是水稻正常生長必不可少的三大營養(yǎng)元素。水稻對氮、磷、鉀的吸收積累受品種特性[1，2]、肥料結(jié)構(gòu)[3～5]、栽培管理及環(huán)境因子等因素的影響。我國氮肥利用率平均不到 40%，磷肥利用率僅在 20%左右，這不僅造成化肥資源的浪費，加大了成本投入，同時也引起環(huán)境污染和生態(tài)失衡[6，7]。因此，為了解決肥料特性與作物養(yǎng)分需求之間的矛盾，提高肥料利用率，減少環(huán)境污染，通過研發(fā)與應(yīng)用新型肥料來改善化肥養(yǎng)分的吸收利用得到了人們的廣泛關(guān)注[8～12]。

近年來，人們對功能肥料研究報道較多，但大多為對控/緩釋包衣尿素的研究[13，14]，對聚氨酸以及微肥多功能尿素的研究報道還較少，而且側(cè)重于作物對氮素利用率的研究[15，16]，并未見對氮、磷、鉀吸收積累影響的報道。因此，本研究將增效緩釋尿素、多肽尿素、海藻尿素以及加鋅尿素4種新型功能尿素與普通尿素作對比，探討其對水稻氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用效率的影響，以期為今后新型功能尿素的生產(chǎn)及使用推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在湖北省荊州市荊州區(qū)三紅村進(jìn)行，試驗地前茬為油菜。供試品種為超級雜交稻C兩優(yōu)343。新型功能尿素包括：增效緩釋尿素(在尿素晶體中加入膨潤土等吸水膨脹性能強(qiáng)的復(fù)合材料制成的內(nèi)質(zhì)包裹型緩釋尿素(含氮46.4%))、多肽尿素(又稱聚天冬氨酸尿素，是以仿生多肽為核心的增效肥料產(chǎn)品，可以強(qiáng)化作物對氮、磷、鉀及中微量元素的全面吸收(含氮46.2%))、海藻尿素(利用具有緩控釋作用的海藻膠廢棄物與尿素制成的緩釋氮肥，具有脲酶抑制和緩釋雙重作用(含氮46%))、加鋅尿素(以普通尿素為配體,以鋅為中心原子,氮和鋅呈絡(luò)合態(tài)在強(qiáng)配位條件下反應(yīng)，通過結(jié)晶和分離而得到的一種結(jié)合型肥料(含氮46.3%))。以上新型功能肥料均由中化化肥公司湖北分公司(武漢)提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)未施氮處理(0N)、普通尿素(對照)、增效緩釋尿素、多肽尿素、海藻尿素和加鋅尿素6個處理。小區(qū)面積為30m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，小區(qū)間以高20cm、寬30cm的埂隔離，埂上覆膜，實行單獨排灌。各處理的氮肥用量均為氮 210kg/hm2，按基肥施60% 、移栽后5～7d施20%、曬田復(fù)水后施15%、齊穗后3～5d施5%的氮分配施用。磷肥用過磷酸鈣(P2O560kg/hm2)作基肥，鉀肥用氧化鉀(K2O 120kg/hm2)，鉀肥按基肥40%、曬田復(fù)水后施30%、齊穗后3～5d施30%施用。各處理基肥均于插秧前一天施入，隨后立即用鐵齒耙耖入5cm深的土層內(nèi)。其他管理同當(dāng)?shù)厮靖弋a(chǎn)栽培大田生產(chǎn)。

1.3 測定項目及方法

分別在分蘗盛期、孕穗期、齊穗期、成熟期取樣，每小區(qū)每次 3 穴,將莖、葉、穗分開，于烘箱經(jīng)105℃恒溫下殺青40min，再在50℃恒溫下烘干至恒重，然后粉碎，用FOSS公司的KjeltecTM8400全自動凱氏定氮儀測定氮含量，用釩鉬黃比色法測定全磷含量，用火焰光度法測定鉀含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計方法

采用JMP數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用 Excel 2003 軟件進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同新型功能尿素處理下水稻氮養(yǎng)分吸收特征

不同尿素處理下水稻植株氮素吸收的變化趨勢基本一致，即生長前期較小，隨著水稻生育期的推進(jìn)，呈逐漸增加的趨勢(圖1A)。分蘗盛期，新型功能尿素即緩釋尿素和海藻尿素處理氮吸收量低于普通尿素，多肽尿素和加鋅尿素處理則氮吸收量均高于普通尿素；孕穗期緩釋尿素處理氮吸收量(7.73g/m2)低于普通尿素(8.05g/m2)；齊穗期、成熟期的氮吸收量(分別為16.47、19.04g/m2)，則高于普通尿素處理(14.45、15.48g/m2)，比普通尿素增加了13.98%、23.00%；孕穗期、齊穗期和成熟期，多肽尿素(9.59、18.39、20.98g/m2)、海藻尿素(9.06、17.17、19.27g/m2)及加鋅尿素(9.23、17.53、19.89g/m2)處理的氮吸收量均明顯高于普通尿素(8.05、14.45、15.48g/m2)。

從不同生育階段氮素積累來看，4種新型功能尿素氮素積累均高于普通尿素。各尿素處理氮素積累最多的階段為孕穗至齊穗期，此階段普通尿素、緩釋尿素、多肽尿素、海藻尿素及加鋅尿素氮素積累量分別占總吸氮量的41.34%和45.9%、41.94%、42.09%、41.73%；分蘗至孕穗期與齊穗至成熟期氮素積累基本相當(dāng)(圖1B)。

圖1 不同新型功能尿素處理下水稻氮素吸收量與不同生育階段積累量

2.2 不同新型功能尿素處理下水稻磷養(yǎng)分吸收特征

不同尿素處理下水稻磷吸收的變化趨勢與氮吸收相似，生長前期較小，隨著水稻生育期的推進(jìn)，呈逐漸增加的趨勢(圖2A)。分蘗盛期和孕穗期各新型功能尿素處理后稻株磷的吸收量均低于普通尿素處理，齊穗期和成熟期則均高于普通尿素，且齊穗期緩釋尿素、多肽尿素、海藻尿素及加鋅尿素磷吸收量分別比普通尿素增加7.01%、16.97%、12.55%和13.28%，成熟期分別增加18.15%、21.13%、18.45%和19.64%。

分蘗至孕穗期，緩釋尿素處理磷的積累量低于普通尿素，而其他3種新型功能尿素(多肽尿素、海藻尿素和加鋅尿素)則高于普通尿素；孕穗至齊穗以及齊穗至成熟期各新型功能尿素處理后稻株磷的積累量均高于普通尿素處理，且磷的積累高峰主要在孕穗至齊穗期，該時期磷積累量分別占總吸磷量的40.55%、39.07%、38.69%和38.31%，而普通尿素孕穗至齊穗期磷積累量占總吸磷量的33.33%，低于新型功能尿素(圖2B)。

圖2 不同新型功能尿素處理下水稻磷素吸收量與不同生育階段積累量

2.3 不同新型功能尿素處理下水稻鉀養(yǎng)分吸收特征

由圖3A可以看出，分蘗盛期和孕穗期，緩釋尿素、多肽尿素、海藻尿素和加鋅尿素處理的稻株鉀吸收量分別為4.07g/m2和6.08g/m2、4.93g/m2和6.51g/m2、4.47g/m2和6.41g/m2以及4.85g/m2和6.33g/m2，均低于普通尿素處理5.27g/m2和6.59g/m2，分別比普通尿素低22.77%和7.74%、6.45%和1.24%、15.18%和2.73%以及7.96%和3.95%；齊穗期和成熟期，緩釋尿素、多肽尿素、海藻尿素和加鋅尿素處理鉀吸收量分別為17.60g/m2和20.90g/m2、19.16g/m2和21.94g/m2、18.98g/m2和20.99g/m2以及19.03g/m2和21.66g/m2，分別比普通尿素增加了16.09%和29.17%、26.39%和35.60%、25.20%和29.73%以及25.53%和33.87%。

圖3 不同新型功能尿素處理下水稻鉀素吸收量與不同生育階段積累量

分蘗至孕穗、孕穗至齊穗以及齊穗至成熟期新型功能尿素緩釋尿素、多肽尿素、海藻尿素以及加鋅尿素處理鉀的積累量均高于普通尿素，其鉀的積累高峰也主要在孕穗至齊穗期，該時期鉀積累量分別占總吸鉀量的55.12%、57.66%、59.89%和58.63%，而普通尿素為52.97% (圖3B)。

3 討論

徐明崗等[17]認(rèn)為水稻養(yǎng)分吸收高峰與肥料結(jié)構(gòu)有關(guān)。高產(chǎn)水稻對養(yǎng)分的吸收量具有生育前期較小、生育中后期尤其是幼穗分化期至齊穗期吸收量較高的特點[18，19]。本研究結(jié)果表明，新型功能尿素處理后，水稻生長前期養(yǎng)分吸收量均低于普通尿素，隨著生育進(jìn)程，水稻氮、磷、鉀總的吸收量均高于普通尿素(尤其是從齊穗期到成熟期)，說明施用新型功能尿素后水稻對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收特征符合高產(chǎn)水稻對養(yǎng)分吸收的規(guī)律。有研究表明，施用新型功能尿素后水稻產(chǎn)量均高于普通尿素[16]。

新型功能肥料能依據(jù)作物營養(yǎng)的階段性和連續(xù)性等營養(yǎng)特性，調(diào)控氮、磷、鉀及必需微量元素等養(yǎng)分的供應(yīng)強(qiáng)度與容量，使促控釋和緩釋協(xié)調(diào)，達(dá)到供肥緩急相濟(jì)的效果[9]。本研究結(jié)果表明，使用新型功能尿素后，水稻生長前期(移栽至分蘗盛期)養(yǎng)分吸收積累量小，但生長中后期孕穗期至齊穗期以及齊穗期至成熟期的養(yǎng)分吸收積累量占成熟期總吸收積累量的比例均高于普通尿素，這可能是在水稻生長的前期，植株生長矮小，分蘗及干物質(zhì)積累量少[16]，中后期因隨著植株的生長，植株吸氮能力的增強(qiáng)，氮的釋放能力也逐漸增強(qiáng)，在水稻生育期內(nèi)能持續(xù)供氮，為水稻整個生育期提供比較平衡的氮素供應(yīng)，從而使新型尿素處理后的稻株對磷、鉀的吸收積累也高于普通尿素。

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[編輯] 余文斌